第33题

33. 假设 OSI 参考模型的应用层欲发送 400B 的数据 (无拆分), 除物理层和应用层之外, 其他各层在封装 PDU 时均引入 20 B 的额外开销, 则应用层数据传输效率约为( )
    A. 80%
    B. 83%
    C. 87%
    D. 91%

本题考察有关数据包逐层封装的相关概念。我们来一起分析一下。

这是要求大家必须理解和熟记的开放系统，互联参考模型的七层体系结构。及其各层所要实现的主要功能。这是题目给定的应用层欲发送的400字节数据，我们称其为应用层协议数据单元。协议数据单元的英文缩写词就是题目所给的pdu。应用层将应用层pdu交付给表示层。根据题意，表示层给应用层pdu添加一个20字节的首部，使之封装成为表示层pdu，并将其交付给会话层。会话层给表示层pdu添加一个20字节的首部，使之封装成为会话层pdu，并将其交付给运输层。运输层给会话层pdu添加一个20字节的首部，使之封装成为运输层pdu，并将其交付给网络层。网络层给运输层pdu添加一个20字节的首部，使之封装成为网络层pdu，并将其交付给数据链路层。数据链路层给网络层pdu添加一个20字节的首部，使之封装成为数据链路层pdu，并将其交付给物理层。

需要说明的是。数据链路层一般给上层交付的pdu添加一个首部和一个尾部。这里为了简单起见，将题目给定的20字节额外开销全部看作是首部。综上所述，应用层本来想发送的是400字节的数据。但是经过其下面五层的逐层封装，每层引入20字节的额外开销。实际上，需要发送的数据量为400字节，加上额外的五个20字节。可以计算出应用层数据传输效率为400字节，除以400字节加上20字节乘以五。结果为80%。因此，本题的答案是选项a。

第34题

34. 若信道在无噪声情况下的极限数据传输速率不小于信噪比为 30 dB 条件下的极限数据传输速率,则信号状态数至少是()
    A. 4
    B. 8
    C. 16
    D. 32

通过题目中出现的无噪声极限数据传输速率，信噪比，信号状态数等关键词。我们应该立刻意识到，题目考察我们有关奈氏准则和香农公式的知识。我们来一起分析一下。

首先，我们来回忆一下奈氏准则，理想低通信道的最高码元传输速率等于2w波特，即2w码元每秒。理想带通信道的最高码元传输速率等于w波特，即w码元每秒。其中w为信道带宽。若采用某种信号调制技术，可以调制出的不同基本波形，也就是码元的数量为x。这也是题目所问的信号状态数。则每个码元可携带的比特数量为log以二为底x的对数。因此在理想的情况下，极限数据传输速率等于码元传输速率乘以每个码元可携带的比特数量。也就等于码元传输速率乘以log以二为底x的对数。

我们再来回忆一下香农公式。香农公式给出了带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道的极限信息传输速率的计算公式。c=w×log以二为底（1+S/N）的对数。其中C是信道的极限信息传输速率，W是信道带宽，S是信道内所传信号的平均功率，N是信道内的高斯噪声功率。s比n是信噪比，使用分贝作为度量单位。如下所示。从香农公式可以看出，信道带宽或信道中信噪比越大，信息的极限传输速率就越大。需要说明的是，在实际信道上能够达到的信息传输速率要比该公式的极限传输速率低不少。这是因为在实际信道中，信号还要受到一些其他的损伤。例如各种脉冲干扰，信号在传输中的衰减和失真等。这些因素在香农公式中并未考虑。

我们将题目给定的信噪比30分贝转换为无量纲的比值。可解得信噪比为1000。

这是奈氏准则给出的信道，在无噪声情况下的极限数据传输速率。这是香农公司给出的带宽受限，且有高斯白噪声干扰的信道的极限数据传输速率。根据题意列出不等式。将不等式中的信道带宽w约掉。并将信噪比的比值带入不等式。可解得信号状态数x为32。因此，本题的答案是选项d。香农公式和奈氏准则是信道极限容量的两个重要公式

第35题

35. 在下图所示的网络中, 若主机 H 发送一个封装访问 Internet 的 IP 分组的 IEEE 802.11 数据帧 F, 则帧 F 的地址 1、地址 2 和地址 3 分别是()
    
    A. 00-12-34-56-78-9a, 00-12-34-56-78-9b, 00-12-34-56-78-9c
    B. 00-12-34-56-78-9b, 00-12-34-56-78-9a, 00-12-34-56-78-9c
    C. 00-12-34-56-78-9b, 00-12-34-56-78-9c, 00-12-34-56-78-9a
    D. 00-12-34-56-78-9a, 00-12-34-56-78-9c, 00-12-34-56-78-9b

本题考察802.11数据帧的地址问题。如下表所示，802.11数据帧最特殊的地方就是有四个地址字段。地址四用于自组网，与本题无关。地址一，地址二，地址三的内容取决于帧控制字段中的“去往AP”和“来自AP”这两个相关控制位的取值。

本题给定主机h发送一个封装访问因特网的IP分组的802.11数据帧F。该数据帧必须经过无线访问接入点AP转发给路由器R。然后路由器R将其转发到因特网。因此，主机h的MAC地址就是该数据帧的原MAC地址。路由器r的该接口的地址就是该数据帧的目的地址。这是无线访问接入点AP的MAC地址。

根据题意，该数据帧是去往无线访问接入点AP的。因此该帧中的“去往AP”控制位的值设置为一，“来自AP”控制位的值设置为零。相应的，该帧中地址一字段的取值应是无线访问接入点AP的MAC地址。地址二字段的取值应是原MAC地址，也就是主机h的MAC地址。地址三字段的取值应是目的MAC地址，也就是路由器r该接口的MAC地址。综上所述，本题的答案是选项b。

第36题

36. 下列 IP 地址中, 只能作为 IP 分组的源 IP 地址但不能作为目的 IP 地址的是()
    A. 0.0.0.0
    B. 127.0.0.1
    C. 200 ⋅ 10.10.3
    D. 255.255.255.255

本题考察一些特殊的IPV 4地址。我们来一起分析一下。

选项a中的地址0.0.0.0，是一个特殊的IP地址，只能作为源地址使用，表示在本网络上的本主机。例如，封装有DHCP发现报文的IP数据报的源地址就使用该地址。

选项b中的地址127.0.0.0是一个本地软件环回测试地址。以127开头的IP地址是一类特殊的IP地址。除127.0.0.0作为网络地址，127.255.255.255作为广播地址外。其他以127开头的IP地址，既可以作为源地址使用，也可以作为目的地址使用。用于本地软件环回测试。例如常用的环回测试地址127.0.0.1。

选项d中的地址255.255.255.255是一个特殊的IP地址，只能作为目的地址使用。表示只在本网络上进行广播（各路由器均不转发）。
选项c中的地址是一个普通地址，既可以作为源地址使用，也可以作为目的地址使用。综上所述，本题的答案是选项a。我们将一些特殊的IPV 4地址总结如下。

第37题

37. 直接封装 RIP 、OSPF、BGP 报文的协议分别是()
    A. TCP、UDP、IP
    B. TCP、IP、UDP
    C. UDP、TCP、IP
    D. UDP、IP、TCP

本题考察封装RIP 、OSPF、BGP报文的协议。

路由信息协议rip的相关报文，需要使用运输层的udp协议进行封装，相应的端口号为520，封装有rip报文的udp用户数据包需要使用网际层的IP协议进行封装，IP数据报首部中协议字段的取值为17，表示IP数据报数据载荷部分是udp用户数据报。边界网关协议bgp的相关报文需要使用运输层的TCP协议进行封装。相应的端口号为179。封装有bgb报文的TCP报文段，需要使用网际层的IP协议进行封装，IP数据报首部中协议字段的取值为6，表示IP数据报数据载荷部分是TCP报文段。而开放最短路径优先协议OSPF的相关报文，不使用运输层的协议进行封装，而直接使用往寄层的IP协议进行封装。IP数据报首部中协议字段的取值为89，表示IP数据报数据载荷部分是OSPF报文。因此，本题的答案是选项d。本题属于记忆型的题目，没有什么解题技巧，需要同学们记忆。

第38题

38. 若将网络 21.3.0.0/16 划分为 128 个规模相同的子网, 则每个子网可分配的最大 IP 地址 个
    数是()
    A. 254
    B. 256
    C. 510
    D. 512

本题考察地址块和子网划分的相关知识。

这是题目给定的网络地址，也可称为地址块，斜线后面的数字16表明，网络前缀为16比特，则剩余的16比特作为主机号，因此该地址块儿中的地址数量为二的16次方。

题目要求，将该网络划分成128个规模相同的子网，也可看成将该地址块均分成128个子块儿。这就需要从主机号部分借用部分比特作为子网号，所借用的比特数量为log，以二为底，128的对数等于七。则剩余的主机号比的数量为16-7=9。因此每个子网或子块所包含的地址数量为二的九次方个等于512。

进行到这里，请同学们特别注意，不要粗心大意将答案错选为了选项d。题目考察我们的是每个子网的可分配地址数量，而不是所包含的地址数量。因此我们需要将每个子网所包含的地址数量除去作为网络地址的最小地址，也就是主机号部分为“全0”的地址。还要除去作为广播地址的最大地址，也就是主机号部分为“全1”的地址。剩余地址就是可分配给主机或路由器的地址。综上所述本题的答案是选项c。

第39题

39. 若甲向乙发起一个 TCP 连接, 最大段长 MSS = 1KB, RTT = 5ms, 乙开辟的接收缓存为 64KB,则甲从连接建立成功至发送窗口达到 32KB, 需经过的时间至少是()
    A. 25ms
    B. 30ms
    C. 160ms
    D. 165ms

本题考察TCP拥塞控制和流量控制的相关知识。

这是题目给定的，已建立TCP连接的主机甲和主机乙。我们知道发送方的发送窗口SWND的取值是从自己的拥塞窗口CWND的取值，和接收方接收窗口RWND的取值中选小者，来看主机甲和主机乙建立TCP连接后的初始状态。为了简单起见，我们忽略题目给定的各已知量的单位KB，题目给定主机乙为该连接分配的接收缓存为64，因此主机乙接收窗口的初始值为64。这是主机甲发送窗口的初始值，这里的一是主机甲拥塞窗口初始值，也就是题目给定的一个最大报文段长度mss的值，这里的64是主机以接收窗口的初始值，从这两个值中取小者，因此主机甲发送窗口的初始值为一，主机甲在未收到主机已确认的情况下，可将序号落入发送窗口的所有数据连续发送出去。

这是主机甲给主机乙发送的第一个TCP段，主机乙将该TCP段存入接收缓存，相应的将自己的接收窗口值减少为63，然后给主机甲发送针对该TCP段的确认，并在该确认中通告自己的接收窗口值，主机甲收到确认后，第一个传输轮次结束，也就是题目所给的第一个往返时间rtt结束。此时主机甲的拥塞窗口值按指数规律增大到二，而主机乙的接收窗口值减少为63。因此主机甲的发送窗口值为二。

主机甲现在可以将序号落入发送窗口内的数据连续发送出去。也就是发送第二和第三个TCP段。主机乙将这两个TCP段存入接收缓存。相应的将自己的接收窗口值减少为61。然后给主机甲发送相应的确认。并在该确认中通告自己的接收窗口值。主机甲收到确认后，第二个传输轮次结束。此时主机甲的拥塞窗口值按指数规律增大到四，而主机乙的接收窗口值减少为61，因此主机甲的发送窗口值为四。

主机甲现在可以将序号落入发送窗口内的数据，连续发送出去。也就是发送第四到第七个TCP段。主机乙将这四个TCP段存入接收缓存。相应的将自己的接收窗口值减少为57。然后给主机甲发送相应的确认。并在确认中通告自己的接收窗口值。主机甲收到确认后，第三个传输轮次结束。此时，主机甲的拥塞窗口值按指数规律增大到八。而主机乙的接收窗口值减少为57。因此，主机甲的发送窗口值为八。

主机甲现在可以将序号落入发送窗口内的数据，连续发送出去。也就是发送第八到第15个TCP段。主机乙将这八个TCP段存入接收缓存。相应的将自己的接收窗口值减少为49。然后给主机甲发送相应的确认。并在确认中通告自己的接收窗口值。主机甲收到确认后，第四个传输轮次结束。此时，主机甲的拥塞窗口值按指数规律增大到16。而主机乙的接收窗口值减少为49。因此，主机甲的发动窗口值为16。

主机甲现在可以将序号落入发送窗口内的数据，连续发送出去。也就是发送第16到第31个TCP段。主机乙将这16个TCP段存入接收缓存。相应的将自己的接收窗口值减少为33。然后给主机甲发送相应的确认。并在确认中通告自己的接收窗口值。主机甲收到确认后，第五个传输轮次结束。此时，主机甲的拥塞窗口值按指数规律增大到32。而主机乙的接收窗口值减少为33。因此，主机甲的发送窗口值为32。可以看出主机甲从连接建立成功至发送窗口达到32 KB，至少经历五个rtt。具体时间计算如下。综上所述，本题的答案是选项a。

第40题

40. 下列关于 FTP 协议的叙述中, 错误的是()
    A. 数据连接在每次数据传输完毕后就关闭
    B. 控制连接在整个会话期间保持打开状态
    C. 服务器与客户端的 TCP 20 端口建立数据连接
    D. 客户端与服务器的 TCP 21 端口建立控制连接

本题考察文件传送协议FTP的相关知识。

如图所示。这是FTP基本工作原理示意图，FTP客户与FTP服务器的21号端口建立控制连接，该TCP连接用于传送FTP命令。因此选项d的叙述正确。
当有数据要传输时FTP客户基于之前已建立的控制连接告知FTP服务器来与自己的另一个临时端口号建立TCP连接，该TCP连接用于数据传输，FTP服务器使用自己的20号端口，主动与FTP客户所选择的临时端口建立TCP连接。因此选项c的叙述错误。
控制连接在整个会话期间一直保持打开用于传送FTP相关控制命令。因此选项b的叙述正确。
数据连接用于文件传输，在每次文件传输时才建立传输结束就关闭因此，选项a的叙述正确。综上所述，本题的答案是选项c。

不要忘记了FTP还有被动模式。它与主动模式的区别在于。主动模式下FTP服务器主动向FTP客户发起TCP连接请求。以建立数据通道。被动模式下。FTP服务器被动，等待FTP客户发起TCP连接请求，以建立数据通道。

第47题

47. (9 分) 甲乙双方均采用后退 𝑁 帧协议 (GBN) 进行持续的双向数据传输, 且双方始终采用捎带确认, 帧长均为 1000B。 Sx,y和 R𝑥,𝑦 分别表示甲方和乙方发送的数据帧, 其中 𝑥 是发送序号,𝑦 是确认序号 (表示希望接收对方的下一帧序号); 数据帧的发送序号和确认序号字段均为 3 比特。信道传输速率为 100Mbps, RTT = 0.96ms 。下图给出了甲方发送数据帧和接收数据帧的两种场景,其中 𝑡0 为初始时刻, 此时甲方的发送和确认序号均为 0,𝑡1 时刻甲方有足够多的数据待发送。
    

本题是对后退n帧协议的综合考察。

(1) 对于图 (a), 𝑡0 时刻到 𝑡1 时刻期间, 甲方可以断定乙方已正确接收的数据帧数是多少? 正确接收的是哪几个帧? (请用 Sx,𝑦 形式给出。)

(2) 对于图 (a), 从 𝑡1 时刻起, 甲方在不出现超时且末收到乙方新的数据帧之前, 最多还可以发送多少个数据帧？其中第一个帧和最后一个帧分别是哪个?（请用 Sx,𝑦 形式给出。）

我们来一起分析一下。首先来看问题一和问题二。题目给定数据帧的序号为三比特。因此可知，数据帧序号的取值范围是零到七，还可以知道使用后退n帧协议时发送窗口的最大值为二的三次减一等于七。

如图所示，这是主机甲的数据帧序号，这是主机甲的发送窗口。由于问题二中考察最多还可以发送多少个数据帧？因此，我们在分析问题时就直接采用主机甲发送窗口的最大值。
主题甲从t0时刻起到该时刻止，将序号落入发送窗口内的零到三号数据帧依次发送出去。在该时刻，主机甲收到了主机已发来的带有捎带确认的数据帧，确认号为一表明这是对主机甲所发送的零号数据帧的确认。并期望接收主机甲发送的下一个数据帧的序号为一。主机甲将自己的发送窗口向前滑动一个位置。这样就有一个新的带发送数据帧的序号落入发送窗口，主题甲可将已收到确认的数据帧从发送缓存中删除了。

在该时刻主机甲向主机乙发送四号数据帧。在该时刻，主机甲收到了主机乙发来的带有捎带确认的数据帧。确认号为三，表明这是对主机甲发送的零到二号数据帧的累积确认。并期望接收主机甲发送的下一个数据帧的序号为三。此时主机甲可以断定，主机乙已经正确接收的数据帧是零到二号共三个数据帧。主机甲将自己的发送窗口向前滑动，两个位置。这样就有两个新的带发送数据帧的序号落入发送窗口。主机甲可将已接收到确认的数据帧从发送缓存中删除了。在该时刻，主机甲收到了主机已发来的带有捎带确认的数据帧。确认号三表明主机乙仍是对已正确接收的零到二号数据帧的累积确认。此时主机甲仍然只能断定，主机乙已经正确接收的数据帧是零到二号共三个数据帧。这就是主机乙已正确接收的主机甲发来的零到二号数据帧。

从图中可以看出，主机甲此时还有序号落入发送窗口内的五六七零一。这五个数据帧可以发送。这是五号数据帧。这是一号数据帧。从主机甲该时刻接收到的主机乙的数据帧可以看出。该数据帧没有按需到达。因此，主机甲在给主机乙发送数据帧，并捎带确认时，只能对按需到达的最后一个数据帧进行确认。也就是对主题已发来的序号为一的数据帧进行确认。相应的确认号为二。表明零到一号数据帧已经正确接收。现在期望接收主机已发送的下一个数据帧的序号为二。

(3) 对于图 (b), 从 𝑡1 时刻起, 甲方在不出现新的超时且末收到乙方新的数据帧之前, 需要重发多少个数据帧? 重发的第一个帧是哪个?（请用 Sx,𝑦 形式给出。）

主机甲从t0时刻起到该时刻止将序号落入发送窗口内的零到二号数据帧，依次发送出去。在该时刻，主机甲收到了主机乙发来的带有捎带确认的数据帧。确认号为一表明这是对主机甲发送的零号数据帧的确认。并期望接收主机甲发送的下一个数据帧的序号为一。主机甲将自己的发送窗口向前滑动一个位置。这样就有一个新的带发送数据帧的序号落入发送窗口。主机甲可将已收到确认的数据帧从发送缓存中删除了。在该时刻，主机甲收到了主机乙发来的带有捎带确认的数据帧。确认号为二，表明这是对主机甲发送来的零到一号数据帧的累计确认。并期望接收主机甲发送的下一个数据帧的序号为二。主机甲将自己的发送窗口向前滑动一个位置。这样就有一个新的带发送数据帧的序号落入发送窗口。主机甲可将已收到确认的数据帧从发送缓存中删除了。到该时刻止。主机甲向主机乙发送三到四号数据帧。在该时刻。主机甲收到了，主机已发来的，带有捎带确认的数据帧。确认号为二，表明主机乙仍是对已正确接收的零到一号数据帧的累积确认。

在该时刻，主机甲的二号数据帧出现超时。主题甲将二号数据帧及序号位于其后的已发送的所有数据帧立即重传。而不管他们是否正确到达了主机。即重传二到四号共三个数据帧。这正是后退n帧协议名称的由来。这是主机甲重传的第一个数据帧的序号。由于主机甲之前收到主机乙发来的最后一个按需到达的数据帧的序号为二。则主机甲给主机乙重传数据帧并进行捎带确认时，确认号为三。

(4) 甲方可以达到的最大信道利用率是多少?

-如图所示。这是使用后退n帧协议进行可靠传输的主机甲和主机乙。横坐标为时间。这是主机甲给主机乙发送长度为1000字节的零号数据帧。根据题意，我们假设主机乙收到后，立刻给主机甲发送自己的零号数据帧。并在该帧中对主机甲发送的零号数据帧做捎带确认。这是数据帧的发送时延。这是数据帧的最后一笔特信号。从主机甲传播到主机乙的单程传播实验。这也是数据帧的发送时延。这是数据帧的最后一笔特信号。从主机乙传播到主机甲的单程传播时延。由于甲乙双方使用的是后退n帧协议。因此，主机甲可在未收到主机乙发来确认的情况下，将序号落入发送窗口的所有数据帧，全部发送出去。

综上所述，题目考察的主机甲可以达到的最大信道利用率可计算如下。要发送数据的时间。除以从开始发送第零个数据帧到收到第零个确认帧的时间。也就是用七个数据帧的发送时延。除以这段儿总时间。这段总时间包括。两个数据帧的发送时延。和一个信号端到端往返传播时延rtt。将题目给定的各已知量代入该式。可计算出主机甲的最大信道利用率为50%。